船舶新能源动力系统的现状及其发展前景
由船舶主机(柴油机、蒸汽轮机、燃气轮机等)、传动系统(轴系、齿轮箱、联轴节、离合器等)和推进器(螺旋桨、全向推进器、侧向推进器等)组成的船舶动力系统,是船舶上较主要和较重要的设备。平均来说,其价值约占全船设备总成本的35%,约占总船价的20%。目前,世界上各类船舶的动力系统主要有以下四种推进方式:①蒸汽轮机推进系统—取代往复式蒸汽机,又被柴油机所取代,目前主要在LNG(液化天然气 )船和核动力军船上应用,蒸汽轮机的技术发展趋势是:不断增强可靠性、机动性,提高操纵性,简化设备。②柴油机推进系统—全面取代往复式蒸汽机和蒸汽轮机,成为较主要的船舶动力,目前在各型船舶上应用,作为柴油机推进系统的主要设备。
③燃气轮机推进系统—上世纪50 年代开始在商船上作为主机,但**得到大规模应用,目前主要在军船上使用,作为燃气轮机推进系统的主要设备。④电力推进系统—上世纪90年代开始在船舶领域应用,目前除在军船上应用外,还在小型商船上应用,目前采用电力推进的船舶比例还较小。
5.LNG。液化天然气用于车/船的主要优势在于:储能密度大,是CNG(压缩天然气)的3倍;气瓶占用空间小,也更轻,匹配设计更方便;存储压力低、液态形式,更安全,充加速度快;甲烷含量高,更纯净,低碳排放更好、无碳烟和SOx排放,有利于发动机可靠性,热值和辛烷值高,燃烧柔和,噪声和振动小;低温特性,发动机充气效率高,冷能可在冷藏车或船舶上利用;液态储运,***管道,中短期投资成本低、管理和维护简单;加气站投入少,投资成本较CNG低,能耗和噪音也较CNG低,运行费用较CNG低约50%;为未来液氢燃料应用奠定基础。另一方面,我国已建成和正在建设的天然气液化工厂有40余座,液化能力约500万t/年(70亿m3/年)。进口LNG(液化天然气)方面,国内中石油、中石化、中海油等石油公司已与国外签订了长期的天然气进口协议,在建和拟建的进口LNG接收站有大鹏、莆田、洋山港、上海五号沟、珠海、揭阳、深圳、宁波、江苏如东、曹妃甸、大连、青岛等12个,其中已投产的大鹏、莆田和上海LNG进口接收站总规模**过900万t/年,全部投产后的接收规模将达到5,000万t/年(约700亿m3/年)。
2009年我国LNG的年消费量为700万~800万t,“十二五”期间我国天然气消费比重将由4%提高的8%,如果LNG同比增加,则到2015年我国LNG消耗量有望达到2,000万t。目前,国内外已逐步重视LNG做为船用燃料的发展。法国船级社认为:“天然气动力推进系统将成为今后绿色航运的主要贡献因素之一”。挪威船级社也公开表示:“**航运界到2030年有潜力实现减排30%,这其中较有效的措施就是使用LNG作为燃料”。
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